高速公路膨胀土路基施工技术
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高速铁路膨胀土路基施工及边坡防护技术对膨胀土路基的处理,必须要选择合适的方法,本文就根据湘桂铁路扩能改造工程为例,对膨胀土路基的施工方法及边坡防护技术进行了简要分析。
标签:高速铁路;膨胀土路基;边坡防护引言膨胀土主要是指土中粘土成分中含有较多的亲水性的粘土矿物质,其特点是具有失水收缩硬裂和吸水膨胀软化,具有高度的可塑性。
我国的膨胀土分布非常广泛,总体面积也比较大。
膨胀土的压缩性低、强度高,很容易发生干缩变形、开裂湿胀,对各种建筑工程和铁路、公路路基具有很大破坏作用,引起路基下沉、边坡塌陷、松散脱落等各种质量问题,而且还不容易修复。
因此对膨胀土路基的处理显得非常重要,施工时必须要做好施工处理,保证膨胀土路基的质量。
一、工程概况湘桂铁路扩能改造工程柳州至南宁段,起自广西柳州市,经来宾市,止于南宁市,线路全长226.569km。
D1K735+573.41~D1K738+900(D1K738+900为线路终点)段为膨胀土路段,最大挖方深度18.6m,最大填方高度8.64m,其中D1K736+760~D1K737+447段最为典型,D1K737+200断面挖方深度最大。
该段表层局部覆盖第四系滑坡堆积层粉质粘土(膨胀土):黄褐色,灰绿色,硬塑状,石质为泥岩、泥质砂岩,含角砾,为滑坡体堆积形成;其余段上覆坡残积粉质粘土(膨胀土):黄褐色,灰绿色,微含10~30%的角砾。
石质为泥岩,分布于斜坡上,厚0~3m,自由膨胀率Fs=40~128%,蒙脱石含量M=17~33%,属中等膨胀土。
下伏基岩为第三系中新统下段泥岩、泥质砂岩夹炭质页岩,黄褐色、灰绿色,灰白色,泥质胶结,成岩作用差,岩质极软,本层中泥岩为中等膨胀岩,具高孔隙率、高蒙脱石含量、胀缩性大和各种结构面发育、岩体扰动后强度衰减显著等特点,自由膨胀率Fs=68%,饱和吸水率最大值Wsa=54%。
二、膨胀土路基的处理1、换填法。
换填法比较可靠,但是对于膨胀土分布面积较大的地区,把膨胀土全部开挖并换掉会占用很多土地,并且各种运输和借土费用会很高,该方法非常不经济,有时还会破坏生态环境。
膨胀土地区路基施工技术要点1、原地面的处理2、膨胀土的填筑3、膨胀土路堑开挖首先明白什么是膨胀土:具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17,多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超40%。
按工程性质分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
一、膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定:1、高度不足1m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2、表层为过湿,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3、填土高度小于路面和路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.3~0.6m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土,挖除深度达到大气影响深度。
二、膨胀土的填筑1、强膨胀土不得作为路基填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料,用于二级及二级以上公路路堤填料时,改性处理后胀缩总率不大于0.7%。
胀缩总率不大于0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2、膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3、填筑膨胀土路堤时,应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4、路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200mm。
横坡不小于2%。
根据膨胀土自己膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量;压实土松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2m,并碾压密实。
三、膨胀土地区路堑开挖1、路堑施工前,先施工截、排水设施,将水引至路幅以外。
2、边坡施工过程中,必要时,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量。
边坡不得一次挖到设计线,应预留厚度300-500mm,待路堑完成后,再分段削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理。
膨胀土路基施工工法一、前言膨胀土路基是工程建设中常见的一种特殊土路基,膨胀土不能直接作为路基填料,必须经过改良处理,使膨胀土的物理、化学性质发生变化,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的,有效防止土体边坡滑坍和变形,保证路基稳定、耐久。
中铁XX公司承建的XX高速公路有12XXm膨胀土路基,他们针对膨胀土路基施工进行了科技立项,通过大量的试验和实践,分析总结了膨胀土路基施工的特点,掌握了膨胀土路基施工工艺,快速、高效、优质地完成了施工任务,取得了较好的经济效益和社会效益,其科研成果获得局科技进步三等奖。
在施工过程中,不断总结提高,形成本工法。
二、工法特点1 膨胀土路基改良处理,缩短了土的凉晒时间,加快了施工进度,并能够降低工程成本。
2 膨胀土路基改良处理后,能够消除质量隐患,保持路基稳定。
3 膨胀土路基采用“封水法”防护措施,能够防止土体边坡滑坍和变形。
三、适用范围本工法适用于高速公路、一级公路、铁路、机场等工程的膨胀土路基施工,也可用于膨胀土路基的病害加固处理。
四、施工工艺㈠工艺原理1膨胀土的特性及分类膨胀土是一种遇水急剧膨胀,失表1 膨胀土判别及分类水则严重干缩的高塑性粘土,它含有蒙脱石及伊利石、高岭石等膨胀性矿物,具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性,工程力学性质极不稳定。
根据交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95,膨胀土大致可分强、中、弱三级,见表1。
2 膨胀土的方案选择与机理分析目前我国对膨胀土地区工程设计和施工主要是换填或改良处理两种方案。
换填是膨胀土路基最简单而且有效的处理方法。
即挖除膨胀土,换填非膨胀土或砂砾土,换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响,该深度和该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。
由于各地的气候不同,膨胀土的临界值也有所不同。
通常弱—中膨胀土换填为1.0~1.5m,强膨胀土为2m。
高速公路膨胀土路基施工技术阐述基于工程沿线膨胀土分布的广泛性和导致工程灾害的可能性,从确保膨胀土路基的建设质量、优化设计与施工方案、节省建设成本,从而产生一定的经济效益和社会效益这一指导思想出发,在预防膨胀土可能引起的工程灾害的基础上,充分发挥膨胀土的利用潜能,制定合理约膨胀土路基修筑方案,解决路基修筑相关施工工艺的质量控制方法,对指导膨胀土路基的科学施工、保证工程质量具有十分重要的意义。
1.膨胀土构成以及性质1.1膨胀土构成膨胀土主要由蒙脱石矿物成分组成,强亲水性矿物质是膨胀土的粘粒成分。
硅氧四面体片以及氢氧化铝八面体片对土体物理性质起着重要的作用。
膨胀土主要由夹着一个八面体片的两个四面体片重复堆积组成,从而形成三层型。
根据层间水化离子的吸附水性,结构單位填充会造成晶格活动较大,从而让整个土体的压缩性和膨胀性变大。
1.2膨胀土的工程性质膨胀土和其他粘性土有很大的区别,具有强烈的吸水膨胀、失水收缩、易裂缝、易固结以及强度容易衰减等特性。
在高速公路建设中必须处理好改性,避免对高速公路建设造成巨大损害。
不同情况下的压力膨胀率和自由膨胀率可以反映土的具体膨胀性能。
膨胀土的含水量和膨胀率大小成反比关系,膨胀率越高,土的含水量就越低。
因此,自由膨胀率是反映膨胀土工程地质分类最主要的因素。
交通部门根据相关法律规定:Fs≥90%的为膨胀土;Fs在65%~90%之间的是中性膨胀土;Fs在45%~65%之间的是弱性膨胀土。
土体当中含水量是施工性能改性的重要条件。
1.3膨胀土的危害膨胀土一直是岩层工程界的重要问题。
因为失水收缩,遇水膨胀的变形以及边坡渗水强度下降等特性,让膨胀土地区建筑、工业、水利、道路、桥梁等工程建设都遭到了不同程度的破坏。
随着科学技术的发展,我国工程界对膨胀土的结构特征以及相关工程性质进行了研究,并取得了相关的成果,对膨胀土危害原因进行了科学的分析,并且提出了很多可行性的处理方案。
2.膨胀土路基处理施工技术根据设计要求,膨胀土的改良采用生石灰改良,石灰的剂量为5%(质量比)。
浅谈膨胀土路基施工的技术控制摘要:本文介绍膨胀土作为路基填筑材料的施工技术,以便这种材料在以后路基施工过程中的应用及质量控制。
关键词:膨胀土施工技术控制1概述1.1膨胀土的特点及其危害膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水性矿物(蒙脱石和伊利石)组成的特殊粘性土,具有较强的膨胀性、崩解性、多裂隙性结构、超固结性、风化特性、有显著的强度衰减期、对公路路基及工程建筑有较强的潜在破坏作用等性质。
凡是同时具备以下两个条件的粘土即可判断为膨胀土:土的液限大于或等于40%;塑性指数大于17,一般在在22-35之间,自由膨胀率大于或等于40%;根据膨胀率(fs)大致可将膨胀土分为强、中、弱三级。
强性膨胀土:fs≥90%中性膨胀土:65%≤fs<90%弱性膨胀土:40%≤fs<65 %膨胀土具有显著的吸水膨胀、失水收缩两种变形特性,一般强度较高,压缩性低,易被误认为是较好地基土。
膨胀土对道路危害较大,其变形破坏具有多次反复性,膨胀土地区的公路路面常常大段出现大幅度的随季节变化的波浪变形。
由于膨胀土的特点,利用其填筑路基可能会带来如下危害:1.1.1路堑段易产生剥落、冲蚀、泥流、溜塌、滑坡等病害。
1.1.2路堤段易产生沉陷、纵裂、路肩坍塌、边坡溜塌、坍滑、滑坡等病害,严重影响路基稳定和行车安全。
1.2工程概况我部承担的抚南高速公路第五合同段,里程桩号为k25+900~k32+500,根据勘测试验及调查,本段内地基以褐黄色,棕黄色,黄褐色高液限粘土为主,含有大量浆石为铁锰结核,地表下1—1.8米范围内土体自由膨胀率在42%~70%之间,膨缩总率平均在1.95%左右,为弱膨胀土。
1.3路基填料的选择1.3.1强膨胀土稳定性差,不应作为路填料;中等膨胀土宜经过加工、改良处理后作为填料;弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用,对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时,应及时对边坡及顶部进行防护。
2. 高速公路、一级公路、二级公路等采用中等膨胀土用作路基填料时,应做掺灰改性处理,处理后要求膨胀总率不超过0.7为宜。
精 品JINGPIN高速公路膨胀土地段路基施工技术研究■陈玉龙甘肃省交通工程建设监理有限公司 甘肃定西 748100摘 要:高速公路作为基础设施建设需要注重其施工质量,从技术、施工材料、施工天气等多方面进行操控来确保施工效率。
在高速公路的施工过程中膨胀土路段的施工为重要的难题,因此为确保高速公路的后续可使用性需要注重膨胀土路段的地基施工技术提升。
关键词:高速公路;膨胀土地段;路基施工技术引言基础设施的建筑工程与大众的工作与生活息息相关,因此确保基础设施建设质量是促进经济发展的重要环节,高速公路基础建设作为提升出行速度的工具,其质量更加需要重视。
在高速公路的建设中出会出现膨胀土路段、极端天气、施工技术不足等情况导致公路质量出现问题,因此本文通过对膨胀土路段施工问题进行探索,进而提出相关的解决措施。
1.高速公路膨胀土地段誉路基施工技术概述膨胀土又被称为“胀缩性土”,其主要的特点为当遇到大量水分后便会吸水膨胀体积壮大,等水分消失后体积便也会随之缩小,在这种土壤状态上进行基础设施建设便会存在因施工过程不够注重压实、控制水分等行为而导致膨胀土路段吸水,进而胀坏相关基础设施,降低基础设施的使用效益。
而在高速公路的建设过程汇总往往由于建设地区问题而遇到膨胀土路段,因此需要改变当下由于膨胀土在天然状态下强度较高、压缩性膨胀能力较低常常被误认为是良好地基而导致高速公路建设过程中对膨胀土与其他土壤质量的区分不到位;在具体施工过程中对膨胀土路面的压实工艺操作不规范;恶劣天气对膨胀路段的地基建设造成影响,在实际膨胀土路段地基建设过程中由于天气的不可控性与不可知性,各种不利于施工的影响均会出现,有些施工路段可能出现没有对膨胀土进行技术碾压而被雨淋湿,雨水导致原有合格的土地处于水分饱和状态,或者出现由于赶工期进度而造成造成不顾施工天气随意进行施工的情况。
;施工人员的相关地基建设技术掌握不够纯熟等情况。
2.提升膨胀路土段路基施工技术的措施2.1加强对膨胀土种类的辨别为提升高速公路在膨胀土路段的建设地基建设质量,需要先对膨胀土路段以及其种类进行甄别,通过确定不同的膨胀土性质来明确建设路基时需要采用的相关技术。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法公路路基路面设计中,如果遇到膨胀土地质条件,需要采取一系列的措施来处理。
一、土壤改良措施膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化,因此需要采取土壤改良措施来稳定土壤的含水量。
常用的土壤改良方法有以下几种:1. 混凝土道面:在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面,可以有效避免水分的渗透和土壤膨胀。
混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层,防止水分渗透到道基土中。
2. 分层法:将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯,再覆以合适的填料并经过压实处理。
3. 增加外荷载:通过向膨胀土上施加一定的外部荷载,利用外力作用使土体压实,从而减小土体的膨胀变形。
4. 路基加宽:通过加宽路基的方法,增加路基稳定性,减小土体的变形。
5. 加固桩:在膨胀土地基中打入加固桩,用于增加土体的稳定性,减小路基的变形。
以上土壤改良措施可以单独应用,也可以组合使用,具体选择哪种措施,需要根据膨胀土地质情况的具体要求来决定。
二、排水措施排水是膨胀土处理中的重要环节,通过科学的排水措施,可有效减少土壤中的水分含量,从而减缓土体的膨胀变形。
常见的土壤排水措施有以下几种:1. 排水沟:沿路基设置排水沟,通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。
2. 排水管网:在路基中设置排水管网,通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集地点进行排泄。
3. 排水井:设置一定数量的排水井,用于路基内部的排水处理。
排水井应合理布置,并与排水管道相连,利用重力作用将水分引导到指定地点。
4. 压实排水法:采用较重的均质料进行路基的压实,形成一个基本不渗水或渗水较小的路基结构,从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅:在路基中设置土工格栅,通过土工格栅的渗水性能,实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中,对于膨胀土地质条件,需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查,如发现异常情况及时处理,保持路基的稳定性。
路基工程知识:高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土,对工程危害极大。
膨胀土分布十分广泛,在世界各地的许多都有。
近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,新建了大量的路,在公路的设计、施工过程中,常常会遇到膨胀土。
我国现行《公路路基设计规范》规定,膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。
然而,由于土地珍贵,土源紧张,部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。
因此,对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要,具有十分显著的经济效益和社会效益。
一、膨胀土产生工程病害原因膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来,我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果,对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释,并提出许多切实可行的处理办法。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设时,首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土,并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点,然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理,做到有的放矢。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕,可怕的是对膨胀土判断失误,没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类,近些年来国内外都做了大量的研究工作,并总结出了许多的判别方法。
如,通过分析膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。
虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准,但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法,即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定:1.裂隙发育,常见的有光滑面与擦痕面两种情况,有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土,在自然条件下呈硬塑状态。
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成,同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面:(1)胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀,使其上的建筑物隆起,如果膨胀受阻即产生膨胀力;膨胀土失水体积收缩,造成土体开裂,并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多,其膨胀量和膨胀力也越大;土的初始含水率越低,其膨胀量与膨胀力也越大;击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大,密实度越高,膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高,其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%,黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物,具有强烈的结构膨胀性;伊利石的晶格结构和蒙脱石类似,但是活动能力较低,仅有中等膨胀性;高岭石晶体结构比较稳定,属于低膨胀性土。
(2)多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类,即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响,称为原生裂隙;分布在3 m以内,用肉眼就能很容易观察到的,称为次生裂隙。
(3)超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层,在历史上曾经受过超压密作用,因此膨胀土大多具有超固结性,其天然孔隙率小,密实度大,初始强度高。
膨胀土随着土体开挖,将产生明显的卸载膨胀,使土体内聚集的能量逐渐释放。
(4)崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀,发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
(5)风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感,极易产生风化破坏。
路基开挖后,在风化作用下,土体很快会产生破裂、剥落,从而造成土体结构破坏,强度降低。
(6)强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度,具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
0 引言我国地质条件中,膨胀土属于较为常见的类型之一。
这一土壤具有较强的吸水效果,容易产生快速膨胀、固结的问题。
此特性大幅增加了工程建设的难度,不利于高速公路的进一步施工。
因此,需要针对高速公路膨胀土路基施工进行深入研究,了解其特性,并采取合适的处理技术进行操作,降低出现问题的概率,实现良好的施工目标,为高速公路的通行打下坚实的基础。
1 膨胀土的基础成分与工程性质1.1 基础成分通常情况下,膨胀土主要由蒙脱石类矿物所构成,具有较强的亲水性能。
同时,可能还会包含硅氧四面体与氢氧化铝八面体,这些成分共同组成了膨润土地质。
通过八面体与四面体的重复堆积,膨润土内部将会逐渐形成三层状态,使水化离子的吸附效果进一步提高,大幅增强基础压缩性能与膨胀性能,最终对高速公路路基施工造成阻碍[1]。
1.2 工程性质通常情况下,膨胀土与其他类型的土壤具有较为显著的性能表现差异,如吸水后会出现剧烈膨胀、失水产生快速收缩、容易出现裂缝等。
这些特性会对高速公路的路基施工造成负面影响,不利于通行质量的提升。
在不同条件下,膨润土的膨胀率能够反映其本身的基础性能。
同时,含水量也会与膨胀率成反比关系,膨胀率越大,含水量程度越少。
2 高速公路膨胀土路基施工的判断与分类在高速公路进行路基施工的过程中,需要首先鉴别土壤条件是否为膨胀土,随后再开展后续建设操作。
可以明确,自由膨胀率属于判断地质条件的重要因素之一。
通过采取这一判别方式,能够快速对建设区域的土壤进行分类,并根据其强弱状态与工程需求,设计对应的处理方法,达到良好的施工目标。
为了达到这一效果,需要应用多样化的判断策略。
当前采用较为广泛的方案主要包括现场确定性质与室内简易定量指标分析两种,如果液限≥40%,则可以认定土壤为膨胀土类型。
若自由膨胀率≥40%,也可以认定土壤类型为膨胀土。
按照其性能参数的区别,可以将膨胀土分为三个等级。
弱性膨胀土的自由膨胀率应当≤65%,中性膨胀土应当小于90%,强性膨胀土>90%。
公路膨胀土路基施工处理措施1、公路路基膨胀土结构现状膨胀土主要是由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的,是具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土。
膨胀土在天然状态下常处于较坚硬状态,对气候和水文因素有较强的敏感性,这种敏感性对工程建筑物会产生严重的危害。
膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性,会给人类造成灾害。
膨胀土问题直到30年代后期才被土力学工程师们所认识,工程界逐渐领悟到结构物的破坏,除了沉降的原因外,有时还有膨胀土胀缩的原因。
随着经济建设的迅速发展,膨胀性粘土研究越来越引起了人们的注意。
膨胀土性质研究主要是从微观结构、渗透性、强度和变形四个方面来进行的。
笔者认为,膨胀土的研究还需从以下几方面着手:1.1进一步加强膨胀土微结构方面的研究,认识其胀、缩变形和破坏机理,以指导其他方面的研究;1.2加强非饱和土理论,特别是荷载、含水量、吸力之间关系的研究,从而真正揭示膨胀土的强度和变形特性;1.3加强现场测试,通过现场试验,发展新的应用性的数值分析计算理论和方法;1.4加强膨胀土工程处理方面的研究,以解决工程实际问题。
2、膨胀土的工程特性在交通部部颁现行《公路路基设计规范》(JTJ013-95)中采用粘粒含量小于即的百分比和自由膨胀率及膨胀总率三个指标,把膨胀土分为强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土三个级别。
膨胀土的工程特性大致可以归纳如下。
2.1胀缩性膨胀土吸水后体积膨胀,使其上面的建筑物或路面隆起,如膨胀受阻即产生膨胀力;失去水分后体积收缩,造成土体开裂,并使其上面的建筑物下沉。
2.2崩解性膨胀土浸水后体积膨胀,在无侧限的条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样,强膨胀土浸入水后,几分钟内很快就完全崩解;弱膨胀土浸入水后,则需要经过较长的时间才能逐步崩解,且不完全崩解。
2.3裂隙性膨胀土中的裂隙,主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
公路路基膨胀土施工技术摘要:膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,其破坏力是巨大的。
本文结合膨胀土的特性要求和适用范围,对其在实践工程中的处理措施进行了探讨。
关键词:公路路基;膨胀土;技术处理一、前言膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成并且具有显著胀缩性的粘性土在广西地区分布较为广泛。
近年来,随着我国公路桥梁建设不断发展,路基处理遇到的膨胀土问题日益增多,给工程建设造成了巨大损失。
为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度达到安全、舒适行车的目的必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。
在工程地质勘察中,必须正确地识别膨胀土与非膨胀土,准确地判定膨胀土的胀缩性等级,这有助于合理进行路基的设计与地基处理,对保障公路路基安全具有非常重要的意义。
二、膨胀土适用范围及其使用要求《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87)给出的膨胀土的定义:“膨胀土的土中粘粒成分主要由亲水矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土”。
在自然条件下,膨胀土多呈硬塑或坚硬状态,裂隙较发育,常见光滑面和擦痕,裂缝随气候变化张开和闭合,并具有反复胀缩的特性。
膨胀土的特性有如下几点:①胀缩性:膨胀土吸水后体积膨胀使其上面的建筑物或路面隆起如膨胀受阻即产生膨胀力;失去水分后体积收缩造成土体开裂并使其上面的建筑物下沉。
②崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀在无侧限的条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样强膨胀土浸入水后几分钟内很快就完全崩解;弱膨胀土浸入水后则需要经过较长的时间才能逐步崩解且不完全崩解。
③裂隙性。
膨胀土中的裂隙主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
这些裂隙将土体层分割成具有一定几何形状的块体如棱块状、短柱状等破坏了土体的完整性。
膨胀土路基边坡的破坏大多与土中裂隙有关且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面控制。
膨胀土之所以对公路路基存在危害,是因为膨胀土吸水膨胀、失水收缩的工程特性,而这种工程特性的来源是由膨胀土的组成成分决定。
膨胀土路基施工方案
1. 背景
膨胀土是一种具有较大吸湿膨胀性的土壤,其在干燥状态下体积较小,但潮湿或浸湿时会膨胀变大。
由于膨胀土的特性,其在道路工程中的应用需要采取相应的施工方案,以确保路基的稳定性和耐久性。
2. 施工方案
2.1 膨胀土处理
在进行膨胀土路基施工之前,需要对膨胀土进行处理。
主要的处理方法包括以下几个步骤:
- 清理:清除路基上的杂物和无用土壤,确保路基表面平整清洁。
- 增加排水能力:加设排水沟和排水管道,以保证膨胀土在潮湿或浸湿时能够及时排水,减少膨胀的程度。
- 压实:使用合适的机械设备对膨胀土进行压实处理,使其达到一定的密实程度。
2.2 路基处理
在膨胀土处理完成后,需要对路基进行进一步处理,以增加路基的稳定性。
- 添加混凝土块:在路基上适当的位置,加设混凝土块,以增加路基的承载能力和稳定性。
- 硬化表面:在路基表面施工防护层,以减少水分的渗透,防止膨胀土进一步膨胀。
2.3 施工注意事项
在膨胀土路基施工过程中,需要注意以下事项:
- 施工期间应密切监测膨胀土的湿度和体积变化情况,及时采取相应措施。
- 预防和控制排水系统的堵塞,保证膨胀土及时排水,减少膨胀的程度。
- 施工人员应掌握膨胀土的性质和施工技术,保证施工质量和安全。
3. 结论
膨胀土路基施工是一项需要注意细节和技术要求的工作。
通过清理、排水、压实和路基处理等措施,可以确保膨胀土路基的稳定性和耐久性。
施工过程中应密切监测和控制膨胀土的湿度和体积变化,保证施工质量和安全。
浅析高速公路膨胀土路基施工技术0 前言膨胀土作为一种具有裂隙性、胀缩性和超固结性的高塑性粘土,对水份变化特别敏感,当含水率变化时,易引起膨胀土的膨胀或收缩变形,强度随之发生变化,随干湿循环次数的增加,强度衰减幅度增加,膨胀土路基病害表现十分明显,如路面开裂、隆起或沉陷,路堤和路堑滑塌、边坡失稳等。
近几年,随着我国高等级公路的大量兴建,不可避免的会遇到各类膨胀土工程灾害。
因此,加强对路基膨胀土问题的研究已迫在眉睫,结合以往内邓高速公路No.5标工程实际情况,在这里简单的对膨胀土路基施工技术进行分析,供大家借鉴和参考。
1 概况特点内邓高速公路No.5标沿线均为膨胀土路段,基于该工程沿线膨胀土分布的广泛性和导致工程灾害的可能性,从确保膨胀土路基的建设质量、优化设计与施工方案、节省建设成本,从而产生一定的经济效益和社会效益这一指导思想出发,在预防膨胀土可能引起的工程灾害的基础上,充分发挥膨胀土的利用潜能,制定合理约膨胀土路基修筑方案,解决路基修筑相关施工工艺的质量控制方法,对指导膨胀土路基的科学施工、保证工程质量具有十分重要的意义。
2 膨胀土填筑路基基本方案2.1 膨胀土路基修筑基本方案2.1.1 考虑线路膨胀土广泛分布和可能带来危害,非膨胀土填料来源困难,利用弱膨胀土潜能,将弱膨胀土作为包边路基的堤心填料。
2.1.2 No.5标均为冲洪积平原区,地下水位差异较大,施工期受季节气候影响较大,路基修筑方案宜分段对待与区别处理,应高度重视水文与气候条件对施工进度与路基修筑质量效果的影响。
2.1.3 考虑砂垫层具有减少膨胀土地基胀缩变形和调节地基差异沉降补偿功能,并具防止地下水毛细作用不利影响的功效,在雨季地下水位较高地段在地面以上填筑一定厚度砂层,砂层以上再作石灰改良弱膨胀土处理封闭,以达到隔断降雨影响与保证堤心土含水率的相对稳定。
2.1.4 石灰改良弱膨胀土处理存在拌合均匀问题,兼顾降雨引起流失影响,适当加大石灰掺和比。
高速公路膨胀土路基施工技术膨胀土具有较高的塑性特征,属于粘土的一个种类,同时受其自身特性的影响使其对水分有较强的敏感性,其会在自身水分的增减下出现膨胀或是收缩的现象,因此膨胀土本身的强度也会在膨胀收缩的过程中产生变化,并且其性质中具有超固结性等特点,这些都会影响高速公路路基的施工。
因此在进行膨胀土路基施工时需要注意对其进行改性研究,并通过科学的路基施工技术的使用来降低膨胀土带来的影响,避免土体结构强度降低,以免出现路基病害及地基开裂、坍塌等问题。
一、膨胀土的判别、试验与工程特性1、膨胀土的判别与分类在路基施工的过程中需要对膨胀土地段进行有效的识别,在确定膨胀土地段范围后对土质进行检查,排除非膨胀土的部分后对已有的膨胀土进行性质的检测,通过判断其膨胀系数的强弱及性质来进行分类,以此作为之后施工技术方案设计的基础之一。
通过对膨胀土的分类可以确定路基施工的性质及需要,从而在施工技术的使用上有更加竞争精准的判断。
同时在膨胀土判别及分类的过程中应采用专业的技术及检测手段来进行,避免出现判别失误的情况。
现今在膨胀土判别分类中选取最多的手段就是进行实际定性以及室内简单测量指标相互配合,就是同时拥有:液限超过或等于40%以及自主膨胀率超过或者等于40%的粘土就可以认定其为膨胀土。
膨胀土依据自主膨胀率可以分为强、中、弱三个等级,其详细的膨胀率为弱膨胀土膨胀率:40%-65%;中膨胀土膨胀率:65%-90%;高膨胀土膨胀率:大于90%。
2、膨胀土试验膨胀土中蕴含的具有膨胀性的矿物主要有蒙脱石以及由伊利石、高岭石、绿泥石混合而成的混层矿物,这些具备膨胀性的矿物主要掌控着土壤的物理化学活性以及亲水性。
这些主要的特性取决于土壤的塑形、膨胀性、收缩性、压缩、强度以及一些其他伴随环境而发生变动的特性。
本文主要以膨胀土基础特性的自主膨胀率、液限等实验标准以及膨胀土宏观状态特性来做识别膨胀土的主要支撑,并利用实验地段的工程施工对膨胀土的判断以及应对手段做了一些更为合理的调试。
浅析高速公路膨胀土路基施工技术
0 前言
膨胀土作为一种具有裂隙性、胀缩性和超固结性的高塑性粘土,对水份变化特别敏感,当含水率变化时,易引起膨胀土的膨胀或收缩变形,强度随之发生变化,随干湿循环次数的增加,强度衰减幅度增加,膨胀土路基病害表现十分明显,如路面开裂、隆起或沉陷,路堤和路堑滑塌、边坡失稳等。
近几年,随着我国高等级公路的大量兴建,不可避免的会遇到各类膨胀土工程灾害。
因此,加强对路基膨胀土问题的研究已迫在眉睫,结合以往内邓高速公路no.5标工程实际情况,在这里简单的对膨胀土路基施工技术进行分析,供大家借鉴和参考。
1 概况特点
内邓高速公路no.5标沿线均为膨胀土路段,基于该工程沿线膨胀土分布的广泛性和导致工程灾害的可能性,从确保膨胀土路基的建设质量、优化设计与施工方案、节省建设成本,从而产生一定的经济效益和社会效益这一指导思想出发,在预防膨胀土可能引起的工程灾害的基础上,充分发挥膨胀土的利用潜能,制定合理约膨胀土路基修筑方案,解决路基修筑相关施工工艺的质量控制方法,对指导膨胀土路基的科学施工、保证工程质量具有十分重要的意义。
2 膨胀土填筑路基基本方案
2.1 膨胀土路基修筑基本方案
2.1.1 考虑线路膨胀土广泛分布和可能带来危害,非膨胀土填料
来源困难,利用弱膨胀土潜能,将弱膨胀土作为包边路基的堤心填料。
2.1.2 no.5标均为冲洪积平原区,地下水位差异较大,施工期受季节气候影响较大,路基修筑方案宜分段对待与区别处理,应高度重视水文与气候条件对施工进度与路基修筑质量效果的影响。
2.1.3 考虑砂垫层具有减少膨胀土地基胀缩变形和调节地基差异沉降补偿功能,并具防止地下水毛细作用不利影响的功效,在雨季地下水位较高地段在地面以上填筑一定厚度砂层,砂层以上再作石灰改良弱膨胀土处理封闭,以达到隔断降雨影响与保证堤心土含水率的相对稳定。
2.1.4 石灰改良弱膨胀土处理存在拌合均匀问题,兼顾降雨引起流失影响,适当加大石灰掺和比。
2.1.5 路堤受大气剧烈影响的深度一般为1.5m,路堤基床受干湿循环与汽车荷载的双重影响,边坡表层则受干湿循环影响剧烈,路堤基床与边坡表层应采用石灰±改良膨胀土填筑,以根治膨胀土路堤病害。
2.1.6 膨胀土边坡防护主要针对膨胀土的胀缩性特点,采用以半封闭为主的柔性防护加固措施,特别是工程与植物防护结合的综合防护加固体系,以预防膨胀土路堤与路堑边坡滑塌及失稳等多发性灾害。
2.2 路基基底处理方案
2.2.1 地基地下水位较低(地表以下1.5m以上),清表后地基土
经适当晾晒的含水率在最佳含水率+3.0%以内,直接碾压成型,压实度达到90%即可,禁止超压而造成土体剪切破坏,在碾压成型的地基上填筑一层20cm厚的7.0%石灰改良弱膨胀土作为下路堤底层,要求压实度达到93%。
2.2.2 地基地下水位较高(地表1.5m以内),禁止采用重型碾压机具对清表后的地面反复碾压而形成橡皮土,清表后地面以上填筑50cm的中粗砂、砂砾(碎石)或山皮土等透水性材料,要求压实度达到93%,并在其顶面填筑一层20cm厚的7.0%石灰改良弱膨胀土,要求压实度达到93%,以控制路堤堤心含水率的显著交化。
2.3 膨胀土路基路床处理方案
2.3.1 当路基高度01.52m时,路床80cm采用非膨胀土或者是弱膨胀土掺7%石灰土填筑。
2.4 基填筑包边处理方案
2.4.1 膨胀土路基下路堤底部为20cm厚的掺加7.0%石灰改良弱膨胀土,要求压实度达到93%,其上的包边部路堤采用路堤边坡两侧各2.5m(不包括碾压超填宽度)为7.0%石灰改良弱膨胀土填筑,路堤堤心部分采用弱膨胀土填筑,路床用7.0%石灰改良弱膨胀土填筑。
2.4.2 若路床采用山皮土、砂砾、碎石等透水材料填筑,则需在上路堤顶面20cm以下采用7.0%石灰改良弱膨胀土填筑,以防止上部渗水对堤心部分的影响。
2.4.3 按照路基基底处理方案处理基底后,上下路堤堤心部分采
用弱膨胀土填筑,每层压实厚度不大于20cm,碾压含水率在最佳含水率+3.0%以内,雨季施工时,静压一遍后撤布3.0%的石灰(碾压成型厚度5cm)拌和均匀,防止施工期间雨水入渗。
2.4.4 路堤边坡两侧各2.5m(不包括碾压超填宽度)采用7.0%石灰改良弱膨胀±,预防路堤边坡表层1.6m深度内受干湿循环剧烈影响,达到包边处理的预期效果。
2.4.5 出于雨天排水考虑并兼顾路堤断面沉降一般呈现锅底状
特征,适当加大路堤横坡至3.5%~4.0%,同时做好边坡排水,防止冲刷边坡。
3 主要技术控制实施要点
3.1 测量放线
根据施工要求加密坐标点、水准点控制网,在开工前对导线、中线及高程进乏复测。
施工时全段每100m设置一个中心桩(百米桩),曲线段加密至20m一个中心桩:每200m设临时水准点。
各流水作业段每20m设一组边桩。
3.2 膨胀土路基下路堤底部20cm厚的7%石灰土改良膨胀土,要求压实度达到93%,其上的包边部路堤采用路堤边坡两侧各2.5m(不包括碾压超填宽度)为7.0%石灰改良弱膨胀土填筑,路堤堤心部分采用弱膨张土填筑,路床用7.0%石灰改良弱膨胀土填筑。
3.3 若路床采用山皮土、砂砾、碎石等透水材料填筑,则需在上路堤顶面20cm采用7.0%石灰改良弱膨胀土填筑,以防止上部渗水对堤心部分的影响。
3.4 包边土施工
包边路堤应采用水平分层填筑施工,包边石灰改良土应与堤心弱膨胀土填筑,属步进行,包边部分的7.0%石灰改良弱膨胀土采用灰土拌和机拌和,压实度达设计要求。
碾压前,应控制两种填料的各自含水量,尽量使两种填料在同一压实工艺下能达到压实标准。
3.5 布料、摊铺
3.5.1 对场地存放的生石灰粉以及不能及时用于路基填筑施工的混合料,应买取塑料布覆盖等措施,掺拌场地要做好临时排水设施。
3.5.2 路基填筑段作业面不宜过长,要根据机械数量的配备确定作业面,保主尽快成活,即“群机作业、小段成活”,保证灰土混合料施工的时效。
3.5.3 路基填筑时,自卸车上土卸料时应采用梅花点布置方式,根据单车运量和的摊铺厚度,合理布置土堆的密度。
推土机摊铺时应使路基影或横坡,初平后要根据天气情况在雨前排压1~2遍,减少雨水浸泡。
上下路堤堤心部分采用弱膨胀土填筑时,每层压实厚度不大于20cm,碾压含水率在最佳含水率+3.0%以内,压路机静压一遍后撒布3.0%的石灰(按碾压成型厚度5cm)拌和均匀形成防雨层,防止施工期间雨水入渗。
3.5.4 每层路基铺设宽度边缘至少超出路堤设计宽度50cm,保证路堤边缘有足够的压实度。
严格控制试验段确定的松铺厚度,保证压实后的厚度(h)控制在15cm<h<20cm的范围内。
3.5.5 分段施工时,其交接处先按1:1坡度分层留台阶;如两段同时施工,则分层相互交叠衔接,其搭接长度应大于2m。
3.5.6 应根据天气预报情况及时调整作业段长度,雨期施工应比其他时期缩短作业段长度。
3.6 路基整平
平地机作业应在压路机静压1~2遍或推土机排压后,平地机平整面的平整度不宜大于2cm,横坡按3.5%~4.0%控制。
3.7 碾压成型
3.7.1 根据试验段确定的压实遍数进行。
碾压速度宜先慢后快,碾压速度不宜超过4km/h。
碾压应先弱振后强振,最后静压1~2遍以清除轮迹。
碾压时应由低向高,直线段由外向内,超高段由内侧向外侧碾压。
3.7.2 填方路基压实度应符合表《公路路基施工技术规范》的规定。
3.8 质量检验
应符合《公路路基质量检验评定标准》(土建工程)
(jtgf80/1-2004)的相关要求。
3.9 质量缺陷处理
3.9.1 弹簧土:对于碾压后出现弹簧区域,应将弹簧区填料全部挖出后换填合格填料,达到质量合格标准。
3.9.2 被雨水浸泡的成型路基:对雨水浸泡过的路基应复检本层及下一层压实度,如果压实度达不到要求,施工单位应根据现场的
实际情况采取晾晒、掺拌石灰、或换填合格填料等措施加以处理。
3.9.3 防雨层质量缺陷:雨季施工时,如果上、下路堤堤心部分每层上部厚度为5cm的3.0%剂量的石灰土防雨层未达到质量要求。
4 结束语
膨胀土地区的公路路基处理是一个很复杂的问题,需要考虑多种因素,它对公路路基、挡墙、桥涵等均会产生不良影响,可能导致膨胀土灾害的发生。
总之,在实际工程应用中,究竟采用何种单一方法或组合方法,还应根据本地区的实际情况而定,总的原则依然是安全、经济、可行、方便。
[责任编辑:王迎迎]。